Iránytű

Az iránytű, illetve továbbfejlesztett változata, a tájoló a Föld mágneses térerősségén alapuló irányzó műszer, ami általában a mágneses északi irány kijelölésére szolgál. Az iránytű egy dobozban szabadon feltámasztott mágnestű, melynek sötétebb színű vége a mindenkori mágnes északi irányba mutat. A dobozban a tű alatt a fő- és mellékvilágtájak ábrázolása látható. Az iránytű csak tájékoztatásra szolgál, irányszöget nem tud mérni. A tájoló is egy dobozban szabadon feltámasztott mágnestű, de a doboz forgatható, ezáltal irányszöget is tudunk vele mérni. Irányszögnek nevezzük valamely iránynak az északi (vagy déli) iránnyal bezárt szögét.

Története

Egyes ásványok mágneses tulajdonságait már i. e. 2000 körül az ókori közép-amerikai népek is ismerték.

Az iránytűt az ókori Kínában időszámításunk kezdete előtt 1000 évvel alkalmazták az akkori szárazföldi utazók. A kocsikon vízzel telt edényben elhelyezett úszó falapra felerősített „delejes” lemezecske mutatta a déli irányt.

Ezt a készüléket vették át az arabok, majd közvetítésükkel (a 13. században) az európaiak. Ez idő tájt az iránytű egy, korong alakú, vízzel telt edényben úszó szalmatutaj volt: a mágneses fémszálakat a szalmaszálak közé szőtték. Az első, forradalmi műszaki átalakítást valószínűleg egy, a Nápolyhoz közeli Amalfiból származó hajós, Flavio Gioia végezte el: a mágneses tulajdonságú lemezt függőleges tengelyre helyezte és dobozba foglalta. A lemez (később: tű) a tengely körül szabadon foroghatott. Az iránytűt a hajó középvonalában rögzítette, és a szerkezet házán vonással jelölte a hajó középvonalát, hogy látható legyen, merre és mennyire tér el az a tű irányától. Ezzel megalkotta a mai tájoló ősét, de az hullámos vízen, amikor a hajó dülöngélt, messze nem tökéletesen működött.

Ezt a problémát csak a 16. században oldotta meg Gerolamo Cardano olasz fizikus, aki olyan felfüggesztést talált fel, amivel az iránytű dülöngélő és bukdácsoló hajón is megtarthatta függőleges helyzetét.

Később olyan kiegészítőket szereltek fel a dobozra, amelyek megkönnyítették a tárgyak „irányba vételét”, és ezzel kialakult a tájoló.

Iránytű

Iránytű

Az iránytű egyszerű iránymeghatározó műszer, amelyben egy függőleges tengelyen elhelyezett, szabadon lengő mágneses acéltű a földmágnesesség hatására közel az észak–déli irányba áll be. A szelence aljára rajzolt világtájak (szélrózsa) segítségével hozzávetőleges pontossággal meghatározhatók a fő- és mellék világtájak.

Tájoló

Tájoló

A tájoló az iránytűhöz hasonló, de már fokbeosztással is ellátott műszer, amivel már nem csak a világtájakat lehet meghatározni, hanem vízszintes irányszögeket (azimutokat) is lehet mérni. Másik jellemzője, hogy a mágneses tűt csillapító folyadékkal töltött, zárt szelencébe helyezik. A folyadék fékezi a tű lengését, gyorsítja az észak–déli irányba állást.

A tájolóknak két főbb alaptípusát lehet megkülönböztetni,

• a Bézard-rendszerű iránytűt, és
• az átlátszó műanyag lapba beépített iránytűt.

A jelenleg kapható különféle tájolók kialakítása e két alaptípus ötvöződésből alakultak ki.

Bézard-rendszerű tájoló

A Patkó alakú műanyagházban (1) forgatható, üvegfedelű folyadékcsillapítású iránytűt (2) helyeznek el. Az üveglap alatt alakították ki a számlapot (3). A leolvasáshoz a házon egy tüskét, mutató csúcsot (4) helyeztek el. A tájoló védelmét egy nem mágnesezhető anyagból készült fém tok (5) biztosítja, amin az irányzáshoz fontos irányzóréseket (6) vágtak ki. A fedél forgópontjainál elhelyezett fülekhez (7) vonalzó csatlakoztatható, amivel az irányél meghosszabbítható. Szemmel végzett irányzáskor a szöghelyzet leolvasását a házon elhelyezett állítható fémtükör (8) könnyíti meg. A tájolóhoz bőrtok, és a viselését megkönnyítő zsinór tartozik.

Laptájoló

Laptájoló

Az átlátszó, téglalap formájú műanyag lapba (1) helyezik el a szintén átlátszó, és forgatható műanyagból, vagy esetleg üvegből készített szelencét (2), ami tartalmazza magát az iránytűt (3), valamint az ívmérték vagy a fokbeosztás számsorát (4) is. Az alaplap élénél léptékosztást (5), illetve mm beosztást (6) szoktak elhelyezni. A térkép jeleinek könnyebb felismerését a lapban elhelyezett nagyító lencse (7) biztosítja. Az irányzást az É–D irányvonalak (8), leolvasási pont vagy – vonal (9), és a szelence alján elhelyezett É–D irányrések, vagy nyíl (10) segíti elő. Egyes típusokon lépésszám ellenőrző számtárcsa, valamint kisebb távolságtartó lábak is vannak. Tartozéka még a viselését megkönnyítő zsinór, valamint általában műanyagból készített védőtok is.

A tájoló beosztása

A szelencében elhelyezett skála beosztása lehet:

• Fok-rendszerű, amikor a kör kerületét 360 fokra, azon belül percekre osztják be.
• Vonás-rendszernél a kör kerületét egységesen 6400 vonásra, vagy 6000 vonásnak megfelelő szögértékre osztják fel.

A vonásrendszer is szögértéket képvisel. Vonás értéke egy olyan szög, amelynek szárai 1 km távolságon 1 m hosszú ívet zárnak be.

Átszámítások

Fokról vonásra: 1 fok = ${\frac {6400}{360}}$ = 17,78 vonás

1 fok = ${\frac {6000}{360}}$ = 16,65 vonás

Vonásról fokra:

1 vonás = ${\frac {360}{6400}}$ = 0,0563 fok

1 vonás = ${\frac {360}{6000}}$ = 0,06 fok

Az egymás közötti átszámításnál a beosztási irányok kezdetét figyelembe kell venni.

Irányrendszer

A tájolók irányrendszerük alapján is megkülönböztethetők, attól függően, hogy

• a számozás kezdete hol – Észak, Dél, Kelet, Nyugat – kezdődik el, illetve
• a számozás növekedése melyik irányba folytatódik.

Pl. az É–K rendszerű 6000 vonásbeosztású tájoló „0” pontja É-on kezdődik, és K felé emelkedik. A számlapokon a számok torlódásának elkerülésére csak az ezres és százas helyi értékeket szokták feltüntetni. A tájoló pontos mérésénél figyelembe kell venni az adott területre megadott mágneses elhajlás szögértékét. Ennek szerepe különösen a repülés és a hajózás esetében jelentős.

Mágneses inklináció

A Föld két mágneses pólusa csak az Egyenlítőn hat egyformán az iránytű két végére. Amint az egyik pólushoz közeledünk, annak hatása erősebben jelentkezik a távolabb lévő pólus rovására. Ez a mágneses inklináció (mágneses lehajlás) jelensége. Erre kétféleképpen készíthetik fel a gyártók iránytűiket. Az egyik eljárás szerint nem egyformán erősen mágnesezik be az iránytű két végét, ezzel kompenzálva az eltérő hatást. A másik módszer amikor kis korrekciós mágnesek segítségével ellensúlyozzák ugyanezt. Mindkét esetben „lokalizált” iránytűket kapunk, amelyek a Föld másik féltekéjén pontatlanul működnek. A járművekbe beépített iránytűket a beépítésből eredő deviáció (a jármű fémszerkezetének zavaró hatásai) miatt, illetve a mágneses deklináció (mágneses elhajlás) folyamatos változásai miatt is szükséges időnként a korrekciós mágnesekkel beszabályozni, de ilyenkor az inklinációs beállítást is hozzá lehet igazítani az aktuális földrajzi térséghez, ahol az iránytűt a továbbiakban használni fogják. A fentiekből belátható, hogy a pontos mágneses iránytű fogalma egyfajta kompromisszum, ahol több mágneses tényező együttes hatását kell egyszerre figyelembe venni a kívánt pontosságú értékek leolvasásához. Ez a probléma többnyire a hajózásban és a repülésben jelentkezik, amikor a navigációt a korszerű digitális eszközök nélkül, az elemi navigáció szabályai szerint végzik.

Előzetes beállítás

Mivel a nagy elektromos távvezetékeknek, a nagy épületeknek, vasérctelepeknek, fémtárgyaknak és elektromos berendezéseknek mágneses hatásaik is vannak, így a mágneses iránytű működését zavarják, befolyásolják. A járművekbe épített iránytűk pontos kalibrálásának feltétele egy olyan semleges hely, amely viszonylag távol van a fent felsoroltaktól és így mentes az idegen mágneses behatásoktól. A repülőgépeket és hajókat itt speciális forgató állványokra állítják és a hely geofizikai adottságainak és pozíciójának ismeretében elvégzik az iránytű beszabályozását, tekintettel a mágneses lehajlás (mágneses inklináció) és a mágneses elhajlás (mágneses deklináció) értékeire. A gyakorlatban az iránytűket sajnos nem lehet mind a négy égtáj felé egyformán pontosan beállítani, így a lehető legjobb közelítő-beállítás után egy kis táblázatban tüntetik fel a kalibrálás idejét és az egyes irányfokokra vetített eltéréseket, azaz a beépítési deviációt.

Pörgettyűs iránytű

Pörgettyűs irányjelző

A pörgettyűs irányjelző nem iránytű a szó szoros értelmében, mivel a hagyományos iránytűre ható földmágnesesség nincs rá hatással. A műszer azt a jelenséget használja ki, hogy egy súlypontjában igen gyorsan megpörgetett test igyekszik megtartani a forgási síkját. Ha mégis elfordítjuk a felpörgetésekor felvett irányból, a megfelelően szabadon felfüggesztett keretben a felpörgetett giroszkóp az elforgatással arányban szintén elmozdul. Ezt az elmozdulást jelzi ki a műszer számlapja a szükséges finommechanikai áttételek segítségével. Mivel a magyar megnevezés megtévesztő, ezért érdemes megjegyezni, hogy angolul Heading Indicatornek, azaz közelítőleg haladási irányjelzőnek vagy útirányjelzőnek nevezik, utalva ezzel arra, hogy ez a műszer nem iránytű. A Föld forgásából adódó Coriolis-erő ennél az eszköznél csak az időszakos „elmászást” okozza, emiatt a pilótának meghatározott időközönként újból korrigálnia kell a kijelzést (többnyire egy mágneses iránytű leolvasásával).

Giroszkopikus iránytű

Giroszkopikus iránytű

A magyar nyelv sajátosságai miatt muszáj megemlíteni, hogy ugyan nyelvészetileg a pörgettyű és a giroszkóp szavak egymás szinonimái, de ettől függetlenül valóban létezik olyan speciálisan kialakított giroszkópot tartalmazó műszer, amivel ténylegesen megtalálható a Föld északi és déli sarka. Ez az eszköz a giroszkopikus iránytű, amely a Föld forgástengelye által kijelölt valódi északra mutat, nem pedig a mágneses észak felé, tehát a kijelzés nem tartalmazza a mágneses deklinációt. Ebből következik, hogy a giroszkopikus iránytűre sincs hatással a földmágnesesség, így érzéketlen a fémtestek és elektromos alkatrészek mágneses zavaróhatásaira is, amelyek a beépítési környezetéből, illetve a jármű szerkezetéből adódhatnak. A többnyire hajókon használatos „gyrocompass” neve ellenére tehát más műszert takar, mint a repülőgépeken használatos pörgettyűs iránytű, de az közös bennük, hogy mindkettőben giroszkóp található és egyik sem a Föld mágneses mezejét használja ki működése során. A Föld forgásából adódó Coriolis-erő ennél az eszköznél már jelentős szerepet kap, gyakorlatilag ez az erő fordítja a giroszkópot észak–déli irányba, mivel a giroszkóp forgástengelyén ekkor lesz a Coriolis-erő forgatónyomatéka nulla, amire a szabadon felfüggesztett forgó testek törekednek.

A szépirodalomban

Bertha Bulcsu A kenguru című regényében a főszereplőnek, Varjú Istvánnak van egy nagyon szeretett tárgya, egy pipa, amelynek a födele helyére iránytűt építettek be, mégpedig olyat, amely „fordítva mutatta az égtájakat”.

Vörösmarty Mihály A fátyol titkai című vígjátékában hasonlítják a hűséges szerelmet az iránytű – régi megnevezésével az "éjszakmutató" – megbízhatóságához (harmadik felvonás):

"Szerelme, mint az éjszakmutató,

Rendűlni nem fog tűz és vész között,

Az egyhez híven, kit szivébe vőn."

Források

• Tájékozódás iránytűvel és tájolóval
• Az iránytű használata
• ] Hajós Füzetek VI/2., 18. old.]

Kapcsolódó szócikkek

A Wikimédia Commons tartalmaz Iránytű témájú médiaállományokat.

• Napiránytű
• Égtájak
• Földi mágneses mező
• Északi-sark

További információk

• Iránytűk; Tandem Grafikai Stúdió, Bp., 2013 (Anno)